Transformers film serisinin üçüncü filminde yönetmen koltuğunda tekrar Michael Bay oturuyor ve senaryoyu ise yine Ehren Kruger kaleme alıyor. Transformer: Kayıp Çağ filminde insanlık Optimus Prime’ı öldürmesi için bir kafa avcısı ile anlaşır. Autobotlar ise bir tamirci ve ailesinden takviye arzu etmek zorunda kalırlar.
Sentinel Prime ve Megatron’un ordusunu Chicago’da yenen lakin şehri yerle bir eden Autobotlar’ı insanlık bir tehdit olarak görmeye başladığı için saklanmaya başlarlar. Hükümet Autobotlar yerine kendi yarattıkları robotları kendi taraflarında kullanmaya başlar. Bu sırada bir tamirci, kızı ve eşi Autobotlara yardımcı olmak zorunda kalır.
Chicago savaşından üç yıl sonra Transformerslar kanun kaçağı bildiri edilmiştir. CIA ajanı Harol Attinger (Kelsey Grammer) tüm var olan Autobot ve Decepticonların yakalanmasını ve yok edilmesini emretmiştir. Attinger galaksiler arası çalışan bir kelle avcısı olan Lockdown (Mark Ryan) ile birlikte çalışmaktadır. James Savoy (Titus Welliver) liderliğindeki Mezar Rüzgarı adlı ekip Autobot Ratchet’i, Meksika’da saklanırken bulur ve açığa çıkartır. Autobot’u yaralayarak ele geçirdiklerinde sorguya çekerler lakin Optimus Prime’ın yerini söylemediği için öldürülür.
Bu sırada Texas’da mucit Cade Yeager (Mark Wahlberg) ve ortağı Lucas Flannery (T. J. Miller) eski bir sinema salonunda kullanabilecekleri parçalar aramaktadırlar. Yıkılmış sinema salonunu araştırırken bir tır bulurlar. Cade bulduğu bu tır aleyhinde şaşkına dönmüştür fakat sinemanın sahibinin tırın nereden geldiği konusunda bir bilgisi yoktur. Tırı incelerken onun hala çalışır durumda olduğunu bulduğunda ise Cade çok şaşırır. Aküsüne elektrik verdiklerinde de “Autobotlara sesleniyorum” şeklinde yüksek bir ses çıkardığında bir Transformers bulduklarını anlarlar.
Lucas tırı hükümete bildirirlerse 100.000 dolara kadar para alabileceklerini söyler. Bu para ile borçlarını ödeyebilirler ve kızını üniversiteye gönderme şansına bile ulaşabilirler lakin Cade bunu reddeder. Tırı restore edip olayının ne olduğunu çözmeye karar verir. İçerisindeki ufo teknolojisi ile kendi icatlarını çalıştırabilmeyi umut etmektedir. Fakat bütün üzerinde çalışmaya başlayacakken tır önlerinde Optimus Prime’a (Peter Cullen) dönüşür. Optimus Cade ve diğerlerinin onu imha etmek için orada olduklarını zannender ve saldırmaya çalışır…